内容正文:
2.3直线的交点坐标与距离公式
知识点 + 题型解题技巧
一、北京高考考纲核心要求
1. 会联立二元一次方程组求两直线交点,能通过方程组解的个数判断直线相交、平行、重合;
2. 熟练掌握三大距离公式:两点间距离、点到直线距离、平行线间距离;
3. 利用直线平行、垂直的斜率关系求解直线方程;
4. 掌握点关于直线对称、光线反射几何模型(北京期中、高考小题高频考点);
结合距离、交点求解三角形面积、参数取值范围、几何最值综合题型。
二、基础核心知识点
(一)两直线位置关系与交点
设直线,
1.相交:(-≠0),联立方程组有唯一解,解为两直线交点坐标;
2.平行(不重合):,对应方程组无解;
3.重合:,对应方程组有无穷多解;
4.垂直:(无需讨论斜率是否存在,万能公式);
5.过两直线交点的直线系:,直线恒过和交点,该式无法表示直线。
(二)三大距离公式(必考计算)
1.两点间距离
已知,距离公式:
特殊:纵坐标相等;横坐标相等。
2.点到直线距离
点,直线
⚠️易错:直线必须化为一般式,分子带绝对值。
3.两条平行线距离
,(完全相同)
⚠️易错:系数不同先同乘倍数统一A、B再计算。
(三)对称核心模型(北京期中高频小题)
1.两点中心对称(中点)
对称中心:。
2.点关于直线对称→A'(m,n))
满足两条方程(联立求解):
1 (AA'⊥)对称轴:;
2 (AA')中点在对称轴上。
3.特殊对称轴速算
关于x轴对称:(x,y)→()
关于y轴对称:(x,y)→()
关于对称:(x,y)→(y,x)
(4) 光线反射原理(几何转化核心)
入射光线→反射光线等价:入射点关于反射直线的对称点在反射光线上;
求最短路径:作其中一点关于反射直线对称,两点连线长为最短距离。
三、十大题型分类 + 通用作答思路 + 解题技巧
题型一:两直线交点问题(基础必考)
考法 1:求交点、过交点求直线
通用步骤
1. 联立两条直线方程,解二元一次方程组,得交点;
2. 平行直线斜率相等 ,垂直斜率乘积 ;
3. 点斜式 化为一般式。
技巧:直线系 可跳过求交点,直接设方程代条件。
考法 2:三条直线不能围成三角形
三种情况(全部要写)
1. 一条直线与另一条平行;
2.三条直线交于同一点(第三条过前两条交点);
技巧:先求两直线交点,代入第三条方程;再分别讨论两组平行。
考法 3:方程组无解→直线平行
直接用平行判定列等式求参数。
题型二:交点结合含参范围(难点)
考法:交点在一 / 四象限求范围
步骤
1.联立方程,用参数表示交点;
2.根据象限符号列不等式组(一象限;四象限);
3.解分式不等式,注意分母正负讨论。
技巧:分式统一移项,不要两边直接乘分母。
题型三:两点间距离基础计算
1. 求边长、中线长:先中点坐标,再套距离公式;
2. 判断三角形形状:算三边,相等等腰、平方和相等直角;
3. 坐标轴上找点满足:设点(y轴),距离平方相等去根号简化计算。
题型四:两点距离几何最值(数形结合)
代数式几何意义:x轴动点到两定点距离和;
技巧:两点连线为最小值,不用求导,直接算定点距离。
题型五:点到直线距离基础计算
1. 直接代公式:先化一般式,再代入;
2.“相关直线” 判定:点到直线距离d≤定长(存在点满足距离等于定长)。
题型六:距离求三角形面积(解答常考)
通用模板:
1.求一条边直线方程;
2.求对顶点到这条直线的距离(高);
3.边长用两点距离,S=×底×高;
简便技巧:坐标轴围成图形可用割补法,不用距离公式。
题型七:已知距离反求参数
1. 平行直线类:设同系数平行直线,代入平行线距离公式列式;
2. 两点到同一直线距离相等:分两类讨论 ① 直线经过两点中点;② 直线与两点连线平行;
3. 定点直线距离最大值:直线恒过定点,点到直线距离最大值 = 已知点到定点的线段长度。
题型八:点关于直线对称求解
万能固定方程组模板,直接套用计算:
设目标对称点坐标
速算技巧:对称轴为时,直接交换 x、y 坐标,省去方程组计算。
题型九:光线反射问题
1. 求反射直线方程:求入射点关于反射镜面的对称点,连接对称点与反射经过定点,即为反射直线;
2. 最短光路长度:对称点与另一点的线段长 = 光线总路径长度;
3. x/y 轴反射:直接使用坐标对称变换规则快速写点。
题型十:平行线间距离计算
核心注意事项:两条直线 A、B 系数必须完全相同,系数不一致时,等式两边同乘倍数统一系数,再代
入距离公式计算。
四、高频易错扣分点
1. 计算平行线距离前,未统一 A、B 系数,直接代入常数计算出错;
2. 判断直线垂直只依靠斜率乘积,忽略竖线、横线斜率不存在的特殊情况,优先使用;
3. 三条直线不能围成三角形,遗漏 “三线共点” 情况,只讨论平行;
4. 求点的对称点,只列垂直方程,忘记中点在对称轴上的条件;
5. 距离公式分子遗漏绝对值、遗漏根号;
6. 直线系无法表示,填空题易漏解;
7. 分式不等式直接两边乘分母,未讨论正负,不等号方向出错。
五、北京高考应试答题技巧
1. 选择填空题优先数形结合:对称、距离最值类题目画图快速排除错误选项;
2. 参数类题目先列等式 / 不等式,再统一计算,禁止心算;
3. 解答题求直线、面积分步书写:联立方程→求交点→求斜率→代入公式,按步骤拿分;
4. 对称、反射大题先写几何转化文字(作 XX 点关于 XX 的对称点),再列式,踩分点清晰;
5. 含参分类讨论题,平行、共点两类情况必须完整书写,不可缺项。
题型专项训练
题型一:两直线交点问题
1.(21-22高三上·北京丰台·期末)若关于的方程组无解,则( )
A.2 B. C.1 D.
【答案】C
【分析】由题意得方程组无解,等价于直线和直线平行,进而求解.
【详解】可得方程组无解,等价于直线和直线平行,则,
解得.
故选:C.
2.(25-26高二上·北京·期中)经过直线与直线的交点,且垂直于直线的直线方程为______.
【答案】
【分析】联立直线方程求出交点坐标,利用两直线垂直的条件求出斜率,点斜式写出直线方程.
【详解】联立,解得,
因为所求直线与直线垂直,故所求直线的斜率为,
所以所求直线方程,即
故答案为:
3.(24-25高二上·北京·阶段检测)已知直线与直线交于点A,过点A且与直线平行的直线方程为______.
【答案】
【分析】设满足题意的直线方程为,然后代入直线与直线交点坐标可得答案.
【详解】设与直线平行的直线方程为,
直线与直线交点满足,
将代入,得,故,
则满足题意的直线方程为:.
故答案为:
4.(24-25高二上·北京大兴·期中)直线和与两坐标轴正半轴围成的四边形的面积为______.
【答案】
【分析】先分别求解出直线与坐标轴的正半轴交点坐标,然后求解出两直线的交点坐标,结合割补法求解出四边形面积.
【详解】令中,得,所以与轴交于,
令中,得,所以与轴交于,
由可得,所以两直线交于,
所以围成的四边形面积为,
故答案为:.
5.(24-25高二上·上海·开学考试)在中,,边上的高所在直线的方程为,的平分线所在直线的方程为,点的坐标为.
(1)求直线的一般式方程;
(2)求直线的一般式方程及点的坐标.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由两直线垂直得到直线斜率,用点斜式写出直线方程.
(2)由倾斜角关系得到直线斜率,由点斜式写出直线方程,联立直线方程组,解出交点坐标.
【详解】(1)∵,∴且,∴,
∵,∴直线:,即
(2)∵,∴,∴
方程,令,则,∴,
∴,∴,
∴直线:
联立方程,解得
即
6.(22-23高二上·宁夏银川·阶段检测)过两条直线与的交点,倾斜角为的直线方程为____________ (用一般式表示)
【答案】
【分析】联立两方程求出交点坐标,再由点斜式写出直线方程,然后化为一般形式即可;
【详解】由题意可得,解得交点坐标为,
又所求直线的倾斜角为,故斜率为,
所以直线方程为,
故答案为:.
7.(23-24高二上·北京·阶段检测)过直线与的交点,且一个方向向量为的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】求出两条直线的交点坐标,再结合方向向量求出直线方程.
【详解】由,解得,即直线与的交点坐标为,
而该直线的斜率为,所以所求直线的方程为,即.
故选:A
8.(23-24高二上·北京房山·期末)已知直线,则与的交点坐标为_____________;若直线不能围成三角形,写出一个符合要求的实数的值________________.
【答案】 答案不唯一(只需写出中的一个即可)
【分析】联立方程组解得交点坐标;列出直线不能围成三角形的条件,分别解出即可.
【详解】解方程组,得,所以与的交点坐标为;
由得,直线恒过定点;若直线不能围成三角形,
只需经过,或与平行,或与平行.
当经过时,图1所示,,;
当与平行时,图2所示,,;
当与平行时,图3所示,,.
故答案为:;或或(只需写出中的一个即可).
图 1
图 2
图 3
9.(23-24高二上·湖北十堰·阶段检测)直线与直线平行,且过直线与的交点,则直线的方程为________.
【答案】
【分析】先求出直线和的交点,再由题意设直线方程为,将交点代入解出,即可得出答案.
【详解】联立直线和得,则得其交点为.
因为直线与直线平行,
所以设直线方程为,将点坐标代入得,
∴直线方程为,即,
故答案为:.
10.(23-24高二上·北京·期中)已知直线经过两直线与的交点,且垂直于直线.
(1)求直线的方程;
(2)求直线与两坐标轴围成的三角形的面积S.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)先求两直线的交点P,再利用直线垂直的关系计算求的方程即可;
(2)根据直线方程及三角形面积公式计算即可.
【详解】(1)联立,则,
由题意可知的斜率为,所以直线的斜率为,
故直线的方程为:;
(2)由上可知,,
即直线与坐标轴的交点分别为,
故.
题型二:结合交点求解含参问题
1.(20-21高二下·浙江绍兴·期末)已知直线,若,则__________:若曲线:与直线有两个公共点,则实数的取值范围是__________.
【答案】 ;
【分析】第一空:根据两直线平行的关系列出关于的方程,解得的值,然后代入直线方程检验即可得出实数的值;
第二空:,将直线化为,恒过,结合图像即可求出实数的取值范围.
【详解】解:因为,
所以,即,
经检验;
,
直线化为,恒过,
画出函数图像,如图:
因为曲线:与直线有两个公共点,
所以或或,
即.
2.(24-25高二上·山东济南·期中)若三条直线,,不能围成三角形,则实数的取值最多有( )
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
【答案】B
【分析】分析可知直线与直线或直线平行,或直线过点,进而列式求解即可.
【详解】联立方程,解得,
可知:直线的斜率为,的斜率为,且直线、的交点为,
若三条直线不能围成三角形,则直线与直线或直线平行,或直线过点,
可知直线的斜率存在,且为,
可得或或,解得或或,
所以实数的取值最多有3个.
故选:B.
3.(23-24高二上·北京·期中)已知直线与互相垂直,垂足为,则的值是( )
A.24 B.0 C.20 D.
【答案】C
【分析】利用垂直可求,根据垂足坐标可求,进而可得答案.
【详解】因为直线与互相垂直,
所以,解得;
垂足在直线上,所以,
垂足在直线上,所以,
所以.
故选:C
4.(23-24高二上·北京朝阳·阶段检测)若直线l:与直线的交点位于第一象限,则直线l的倾斜角的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】联立两直线方程得到交点坐标,然后根据交点位于第一象限得到,解方程得到,最后根据斜率与倾斜角的关系得到倾斜角的范围.
【详解】联立得,所以,解得,
所以直线的倾斜角的范围为.
故选:B.
5.(22-23高二上·北京顺义·期末)若直线与直线的交点为,则实数a的值为( )
A.-1 B. C.1 D.2
【答案】A
【分析】由题意可列方程,解方程即可得出答案.
【详解】直线与直线的交点为,
所以.
故选:A.
6.(22-23高二上·北京·阶段检测)已知两直线,.若直线与,不能构成三角形,求实数__________.
【答案】或或
【分析】分别讨论或或过与的交点时,即可求解.
【详解】由题意可得,①当时,不能构成三角形,此时:,解得:;
②当时,不能构成三角形,此时:,解得:;
③当过与的交点时,不能构成三角形,此时:
联立与,得,解得,
所以与过点,将代入得:,解得;
综上:当或或时,不能构成三角形.
故答案为:或或.
7.(20-21高二上·北京·期中)直线与的交点在第四象限,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】联立方程可直接求出交点坐标,令交点的横坐标大于零,纵坐标小于零,解不等式组即可.
【详解】解:直线与的交点在第四象限,
,
联立方程: ,
解得,
即,
解得:.
故选:C.
8.(19-20高三上·辽宁抚顺·期中)两条直线与相交于第一象限,则实数a的取值范围是_________.
【答案】﹣1<a<2
【分析】联立方程组解出交点坐标,解不等式即可解决.
【详解】解:由得
∵两直线ax+y﹣4=0与x﹣y﹣2=0相交于第一象限
∴
解得:﹣1<a<2
故答案为﹣1<a<2
【点睛】本题主要考查直线交点坐标的求解,和不等式的应用.属于基础题.
9.(23-24高二上·北京大兴·期末)已知两直线:和:,
(1)若与交于点,求的值;
(2)若,试确定需要满足的条件.
【答案】(1)
(2)当或时,
【分析】(1)将点代入则得到方程,解出即可;
(2)根据平行列出方程,解出,再排除重合的情况即可.
【详解】(1)将点代入两直线方程得:和,
解得.
(2)由得:,
又两直线不能重合,所以有,对应得,
所以当或时,.
10.(20-21高二上·北京·期中)下面三条直线,,不能构成三角形,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】先由直线与联立求出交点的坐标,再由题中条件,得到过点,或分别与、平行,进而可求出结果.
【详解】由解得,即直线与的交点为,
因为直线,,不能构成三角形,
所以过点,或分别与、平行,
若过点,则,即;
若,则,即;
若,则,所以.
综上,的可能取值为.
故选:C.
题型三:求解两点间距离
1.(25-26高二上·北京·期中)已知三角形的三个顶点,则过点的中线长为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由题意求出中点坐标,根据两点间距离公式求得中线长.
【详解】设边的中点,则.
所以,所以.
所以过点的中线长为.
2.(25-26高二上·北京顺义·期中)已知点和,则等于______.
【答案】
【分析】根据两点间的距离公式求解.
【详解】.
故答案为:
3.(25-26高二上·北京昌平·期中)已知的三个顶点,,,则的形状为______.
【答案】等腰直角
【分析】解法一:先利用两点距离距离公式求出,,,再根据边长关系得,且,即可得是等腰直角三角形.
解法二:结合两点斜率公式及判断,利用两点距离公式求得,即可得是等腰直角三角形.
解法三:利用向量坐标运算判断和,即可得是等腰直角三角形.
【详解】方法一:如图,
因为,,,所以,且,
所以是等腰直角三角形.
解法二:因为,,所以,
所以.
又,,
所以,所以是等腰直角三角形.
解法三:,,
则,且,
所以且,所以是等腰直角三角形.
故答案为:等腰直角
4.(19-20高二上·新疆阿克苏·期末)已知点在轴上,点在轴上,线段的中点的坐标是,则( )
A.10 B.5 C.8 D.6
【答案】A
【分析】由中点坐标公式确定,坐标,再由两点间距离公式即可求解.
【详解】设,则,
即,
所以.
故选:A
5.(24-25高二上·北京大兴·期中)过点,的直线的斜率为,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据斜率列方程,求得,进而求得.
【详解】依题意,,解得,
所以,所以.
故选:B
6.(23-24高二上·北京丰台·阶段检测)已知点,,那么两点之间的距离等于________.
【答案】3
【分析】利用平面内两点间的距离公式直接计算作答.
【详解】因为点,,则,所以两点之间的距离等于3.
故答案为:3.
7.(22-23高二上·北京朝阳·期中)已知点,,轴上一点满足,那么点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据条件设点的坐标,由于,根据两点之间的距离公式列式求解即可得点的坐标.
【详解】解:由于点在轴上,设
又,,
所以,解得
故点的坐标为.
故选:B.
8.(21-22高二上·北京·期中)已知,过点且与直线垂直的直线为l.
(1)求l的方程;
(2)设l与坐标轴的交点分别为M和N,求.
【答案】(1)
(2).
【分析】(1)先求出直线的斜率,再由直线与直线垂直求出直线的斜率,然后利用点斜式可求出直线的方程,
(2)分别令求出直线与坐标轴的交点,再利用两点间的距离公式可求得结果.
【详解】(1)因为,所以,
因为直线与直线垂直,
所以直线的斜率为,
因为直线过点,
所以直线的方程为,即,
(2)由(1)可知直线为,
当时,,当时,,
不妨令,则.
题型四:结合两点间距离解决参数问题
1.(21-22高二上·北京·阶段检测)已知点,且,写出直线AB的一个方程____
【答案】(答案不唯一)
【分析】根据两点间的距离公式,求出的值,然后写出点的坐标,从而可求直线AB的一个方程.
【详解】根据两点间的距离公式,得,
即。所以,
所以或,
当时,,直线的方程为;
当时,,直线的方程为.
故答案为:.(答案不唯一)
2.(20-21高二上·北京·期中)已知点,,且,则实数等于( )
A.1 B.3
C.1或3 D.或3
【答案】C
【解析】根据两点间的距离公式可解得结果.
【详解】因为 ,
所以,即,解得或,
故选:C
3.(17-18高一·全国·课后作业)点M到x轴和到点N(-4,2)的距离都等于10,则点M的坐标为______.
【答案】或
【分析】由点M到x轴距离等于10可知其纵坐标,设点M的坐标,根据两点间的距离列式求解即可.
【详解】因为点M到x轴距离等于10可知其纵坐标为,又点M到N,距离也为10,且N在第二象限,可知M的纵坐标为10,设为,
由两点间距离公式:,解得:或2,
所以点M的坐标为:或.
【点睛】本题考查平面直角坐标系中的坐标特征与两点间距离公式,由题意设点的坐标列式求解即可,注意计算的准确性及多种情况求解.
4.(25-26高二上·北京·阶段检测)已知点和点.
(1)求证:点在定直线上,并求直线的方程;
(2)点在直线上,且为等腰直角三角形,求点的坐标.
【答案】(1)证明见解析,直线的方程为;
(2)或或.
【分析】(1)利用坐标代换法求出方程即可得证.
(2)求出过点与直线垂直的直线方程及垂足的坐标,再按直角顶点情况分类求解.
【详解】(1)设点,由点,得,消去得,
所以点在定直线上,直线的方程为.
(2)当为等腰的直角顶点时,,设,
直线的方程为,则,解得,于是;
由,解得或,则点或;
当为等腰的直角顶点时,同理得点,或;
以点为顶点的三角形是等腰直角三角形,且点为直角顶点,
因此为等腰的直角顶点时,点,或点,点,
所以点的坐标是或或.
5.(20-21高二上·北京·期末)已知点,且,则直线AB的方程为( )
A.和 B.和
C.和 D.和
【答案】B
【分析】通过的距离,求出,与,然后求出的斜率,利用点斜式求出直线的方程.
【详解】解:因为点,,且,
所以,所以,所以,所以,
所以,
所以直线的方程:.
即或.
故选:.
6.(24-25高二上·北京·阶段检测)若点在直线上运动,则的最小值为( )
A. B. C.13 D.
【答案】C
【分析】通过消元,将所求转化为,分析该式子的几何意义为轴上某动点到两定点的距离之和,利用的性质,即可得出所求最小值.
【详解】因为点在直线上运动,所以,
所以,
表示轴上一点到两定点的距离之和.
在轴两侧,因为中,两边之和大于第三边,所以,
当三点共线时,,此时最小值为,
即的最小值为.
故选:C.
7.(22-23高二上·江苏连云港·阶段检测)著名数学家华罗庚曾说过:“数无形时少直觉,形少数时难入微.”事实上,有很多代数问题可以转化为几何问题加以解决,如:可以转化为平面上点与点的距离.结合上述观点,可得的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】记点、、,可得出,数形结合可求得的最小值.
【详解】因为,
记点、、,则,
当且仅当点为线段与轴的交点时,等号成立,即的最小值为.
故选:C.
36.(19-20高二下·北京·期末)函数的最大值为_________.
【答案】
【解析】根据题意,其几何意义为点到点,两点的距离之差,故,再根据距离公式求解即可.
【详解】解:因为
,
其几何意义为点到点,两点的距离之和,
即,
因为点在抛物线上,点在抛物线内,点在抛物线外,
所以,当,,三点共线,且在之间时,取得最大值,为(,,三点不共线时,可构成三角形,此时两边之差小于第三边),
因为,
所以函数的最大值为.
故答案为:.
【点睛】本题考查两点之间距离公式的妙用,涉及函数最值的求解,属于常考题型..
题型五:求解点到直线距离
1.(25-26高二上·北京朝阳·阶段检测)点到直线的距离为( )
A. B.3 C. D.
【答案】A
【分析】根据点到直线的距离公式计算即可.
【详解】直线方程变形得,
所以点到直线的距离为.
故选:A.
2.(25-26高二上·云南曲靖·期中)点到直线的距离是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】应用点线距离公式求点线距离.
【详解】点到直线的距离是.
故选:B
3.(25-26高二上·北京·期中)已知平面上一点,若直线上存在点使,则称该直线为点的“相关直线”.下列直线中不是点的“相关直线”的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据题意,当点到直线的距离时,直线为点的“相关直线”,据此依次分析选项,计算点到直线的距离,分析可得答案.
【详解】根据题意,当点到直线的距离时,该直线上存在点使,此时直线为点的“相关直线”,
对于A,到直线的距离,则该直线是点的“相关直线”,故A不符合;
对于B,到直线的距离,则该直线是点的“相关直线”,故B不符合;
对于C,到直线的距离,则该直线是点的“相关直线”,故C不符合;
对于D,到直线的距离,则该直线不是点的“相关直线”,故D符合.
故选:D.
4.(25-26高二上·北京通州·期中)已知直线,则直线在轴上的截距为_________;点到直线的距离为___________.
【答案】 2 /
【分析】令,可得直线在轴上的截距;利用点到直线的距离公式直接可得结论.
【详解】令,可得,
所以直线在轴上的截距为.
点到直线的距离为.
故答案为:2;
5.(23-24高二上·北京大兴·期中)点到直线的距离等于( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】直接利用点到直线的距离公式求解即可.
【详解】点到直线的距离等于.
故选:C
6.(22-23高二上·北京昌平·期中)点到直线:的距离是______
【答案】
【分析】直接代入点到直线的距离公式求解即可.
【详解】点到直线:的距离是.
故答案为:.
7.(22-23高一下·云南曲靖·期末)已知直线的倾斜角为,在轴上的截距与另一条直线在轴上的截距相同,则点到直线的距离为( )
A. B. C.1 D.
【答案】C
【分析】根据题意,结合直线截距的定义,求得直线在轴上的截距,根据倾斜角与斜率的定义,利用点斜式方程,结合点到直线的距离公式,可得答案.
【详解】由直线方程,令,解得,则直线过,
由直线的倾斜角为,则该直线的斜率,
故直线方程为:,化简可得:,
则点到直线的距离.
故选:C.
8.(23-24高二上·新疆·阶段检测)点到直线的距离为__________.
【答案】
【分析】根据点到直线的距离公式直接求解即可.
【详解】点到直线的距离为.
故答案为:.
题型六:利用点到直线距离求解面积问题
1.(23-24高二上·北京昌平·期中)已知的三个顶点分别是.
(1)求边AB所在直线的方程,以及这条边上的高所在直线的方程;
(2)求的面积.
【答案】(1),;
(2).
【分析】(1)求出直线的斜率,然后利用点斜式方程可得出直线及边上的高所在直线的方程.
(2)求出,并利用点到直线的距离公式求出点到直线的距离,然后利用三角形的面积公式可求出的面积.
【详解】(1)依题意,直线的斜率为,
所以边所在直线的方程为,即,
边上的高所在直线的斜率为1,方程为,即.
(2)由两点间的距离公式得,
点到直线的距离,
所以的面积为.
2.(25-26高二上·北京·期中)已知的三个顶点,,.
(1)求边上的中线所在的直线方程;
(2)求过点且与直线平行的直线的方程;
(3)求的面积.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)求出边上的中点的坐标,即可求出,再由点斜式计算可得;
(2)求出,即可求出所求直线方程;
(3)首先求出所在直线方程,再求出点到的距离,以及,即可得解.
【详解】(1)因为,,
所以边上的中点,又,所以,
所以边上的中线所在的直线方程为,即;
(2)因为,
所以过点且与直线平行的直线的方程为,即;
(3)依题意直线的方程为,即,
所以点到的距离,
又,
所以.
3.(22-23高二上·北京·期中)已知的顶点为,,.
(1)求边所在的直线的方程;
(2)求边的高线所在的直线的方程;
(3)求的面积.
【答案】(1)
(2)
(3)10
【分析】(1)直接由点坐标得到两点式方程,化简即可;
(2),则边上高线的斜率为,直接写出点斜式方程,化简即可;
(3)首先求出到直线的距离,再求出的长,则可计算出三角形面积.
【详解】(1)直线的两点式方程为,化简得,故边所在的直线方程为.
(2)由(1)知,故边上高线的斜率为,
故其所在直线方程为,化简得
(3)边所在的直线方程为,故到直线的距离
,
故
4.(20-21高二上·北京东城·期中)的三个顶点分别为,,.
(1)求边所在直线的方程;
(2)求边上的中线所在直线的方程;
(3)求三角形的面积.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)由题意用两点式求直线的方程;
(2)先求出的中点,再用两点式求直线的方程;
(3)利用点到直线的距离公式求出点到直线的距离,的长度,可得三角形的面积.
【详解】(1)解:的三个顶点分别为、、,
所以,边所在直线的方程为,即.
(2)解:边的中点为,
故边上的中线所在直线的方程,即.
(3)解:的直线方程为,即,
点到直线的距离为,
,所以,三角形的面积为.
题型七:已知点到直线距离求参数
1.(25-26高二上·甘肃张掖·期中)已知,直线:,当变化时,点到直线的距离的最大值为,则( )
A.3或7 B.3或8 C.2或7 D.2或8
【答案】D
【分析】根据题意,直线恒过点,所以点到直线的距离的最大值可转化为点到定点的距离,根据两点间的距离公式,求解即可.
【详解】当变化时,直线恒过定点,所以点到直线的距离的最大值为,
即,解得或.
故选:D.
2.(24-25高二上·广东深圳·阶段检测)点到直线的距离最大时,直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】由直线方程确定定点,根据时点线距离最大,求出直线的斜率,进而可得直线的斜率,进而写出直线的方程.
【详解】由直线的方程整理可得:,
可得直线恒过定点,所以,
当 时,到直线的距离最大,
可得直线的斜率为,即,
所以直线的方程为,
即.
故选:.
3.(北京市第四中学2023~2024学年高二上学期期中考试数学试题)点到两条直线:,距离相等,,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】利用点到直线的距离公式得到,结合求出,再由及计算可得.
【详解】依题意,所以,
即,又,所以,解得,
显然,所以,
当时,所以,
当时,所以,
综上可得.
故选:B
4.(23-24高二上·北京·期中)到直线的距离不超过,则实数的取值范围是__________.
【答案】
【分析】直接利用点到直线的距离公式得到不等式,解得即可.
【详解】因为到直线的距离不超过,
所以,解得,
即实数的取值范围是.
故答案为:
5.(23-24高二上·北京顺义·阶段检测)已知点到直线的距离为2,则________.
【答案】
【分析】根据点到直线的距离公式即可求解.
【详解】由题意可得,
故答案为:
6.(23-24高二上·湖南长沙·阶段检测)已知直线l经过点,且斜率为.
(1)求直线l的方程;
(2)若直线m与l平行,且点P到直线m的距离为,求直线m的方程.
【答案】(1)
(2)或
【分析】(1)利用点斜式,求直线l的方程;
(2)设直线m的方程,利用点P到直线m的距离,求出未知系数.
【详解】(1)直线l经过点,且斜率为,
则直线l的方程为,即.
(2)直线m与l平行,设直线m的方程为,
由点P到直线m的距离为,,解得或,
所以直线m的方程为或.
7.(21-22高二上·北京东城·期中)已知坐标原点到直线的距离小于,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】结合已知条件利用点到直线的距离公式求解即可.
【详解】由点到直线的距离公式可知,,
解得,
故实数a的取值范围为.
故选:A.
8.(21-22高二上·北京怀柔·期末)点到直线的距离为2,则的值为( )
A.0 B. C.0或 D.0或
【答案】C
【分析】根据点到直线的距离公式即可得出答案.
【详解】解:点到直线的距离为,
解得或.
故选:C.
9.(2003·全国·高考真题)已知点到直线的距离为,则等于( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据点到直线得距离公式即可得出答案.
【详解】解:由题意得.
解得或.,.
故选:C.
10.(19-20高一·黑龙江哈尔滨·期末)设直线l经过点A(1,0),且与直线3x+4y﹣12=0平行.
(Ⅰ)求直线l的方程;
(Ⅱ)若点B(a,1)到直线l的距离小于2,求实数a的取值范围.
【答案】(Ⅰ);(Ⅱ)
【分析】(Ⅰ)首先求出直线的斜率,再利用点斜式计算可得;
(Ⅱ)利用点到线的距离公式得到不等式,解得即可;
【详解】解:(Ⅰ)因为直线的斜率,又直线过点,所以直线的方程为,整理得
(Ⅱ)点到直线的距离,依题意可得,即,解得,即
【点睛】本题考查两直线平行求直线方程以及点到直线的距离公式的应用,属于基础题.
11.(19-20高二上·吉林长春·阶段检测)已知点到直线的距离等于,则实数等于
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由点到直线的距离公式可得:点到直线的距离,再求解即可.
【详解】解:由点到直线的距离公式可得:点到直线的距离,由已知有,解得:,
故选C.
【点睛】本题考查了点到直线的距离公式,属基础题.
12.(2004·全国·高考真题)在坐标平面内,与点距离为1,且与点距离为2的直线共有
A.1条 B.2条 C.3条 D.4条
【答案】B
【详解】根据题意可知,所求直线斜率存在,可设直线方程为y=kx+b,
即kx-y+b=0,
所以,,
解之得k=0或,
所以所求直线方程为y=3或4x+3y-5=0,
所以符合题意的直线有两条,选B.
13.(23-24高二上·山东菏泽·期中)已知点、.
(1)求线段的垂直平分线的直线方程;
(2)若点、到直线的距离相等,求实数的值.
【答案】(1)
(2)或
【分析】(1)求出直线的斜率与线段的中点,即可求出线段的垂直平分线的方程;
(2)求出线段的中点的坐标,分两种情况讨论,一是点在直线上,二是直线与直线平行,即可求得实数的值.
【详解】(1)解:线段的中点为,,
故线段的中垂线的方程为,即.
(2)解:由条件线段的中点为在直线上或线段所在直线与直线平行,
若线段的中点为在直线上,则,解得;
线段所在直线与直线平行,则,解得.
综上所述,或.
14.(21-22高二上·北京·阶段检测)已知直线l过点,求满足下列条件的直线方程.
(1)在两坐标轴上截距相等的直线;
(2)到直线l距离相等.
【答案】(1)或
(2)或
【分析】(1)根据直线过不过原点讨论,不过原点时,设出直线方程,代入点的坐标即可求解;
(2)根据直线斜率是否存在讨论,当直线斜率存在时,设出直线方程,利用距离相等建立方程即可求解.
【详解】(1)当直线l经过坐标原点时,则直线l的方程为;
当直线l不经过坐标原点时,设直线l的方程为x+y=a,
因直线l过点,所以3+4=a,解得a=7,故直线l的方程为.
综上所述,直线l的方程为或;
(2)当直线l的斜率不存在时,直线方程为x=3,不符合题意;
设直线l的斜率为k,则直线l的方程为,即,
因为到直线l距离相等,所以,
解得k=2或,
所以直线l的方程为或.
15.(25-26高二上·北京延庆·期中)已知点、.
(1)求经过点,且倾斜角为的直线方程;
(2)求经过点、的直线在轴和轴上的截距;
(3)若原点为,求经过点且以为法向量的直线的一般式方程;
(4)已知直线经过点,且、两点到直线的距离相等,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)直线在轴上的截距为,在轴上的截距为
(3)
(4)或
【分析】(1)求出直线的斜率,结合点斜式可得出所求直线的方程;
(2)将直线的方程化为截距式,结合直线截距的概念可得结果;
(3)设为所求直线上一点,根据可得出所求直线的一般式方程;
(4)分析可知,直线的斜率存在,设直线的方程为,利用点到直线的距离公式可得出的等式,解出的值,即可得出所求直线的方程.
【详解】(1)因为直线的斜率,
所以直线的方程为,即.
(2)因为、两点的横坐标不相等,而且纵坐标也不相等,
所以直线的两点式方程,整理得,化为截距式方程得,
所以直线在轴上的截距为,在轴上的截距为.
(3)设为所求直线上一点,则与垂直,
因为,所以,
整理可得一般式方程为.
(4)当直线的斜率不存在时,直线的方程为,
点到直线的距离为,点在直线上,不合乎题意;
当直线的斜率存在时,设直线的方程为,即,
因为、两点到直线的距离相等,所以,
即,解得或,因此直线的方程为或.
16.(22-23高二上·北京·阶段检测)的顶点的坐标分别为.
(1)求线段的中垂线所在直线方程;
(2)求过点,且和距离相等的直线方程.
【答案】(1);
(2)或
【分析】(1)计算线段的斜率由垂直可得线段的中垂线斜率,计算线段的中点坐标,由点斜式写出直线方程;(2)利用分类讨论的思想,分析直线斜率不存在的情况,不符合题意;直线斜率存在时,设直线方程,利用点到直线的距离公式列式计算求解.
【详解】(1)由题意,,且的中点坐标为
,所以线段的中垂线斜率为,
且过点,所以线段的中垂线方程为,
即
(2)设过点且和距离相等的直线为,
当直线斜率不存在时,方程为,
此时直线到点距离不相等,不符合题意;
当直线斜率存在时,设方程为,
即,所以,
化简得,解得或,
所以直线方程为或
17.(19-20高一下·广东韶关·期末)已知点和点到直线的距离相等,且过点,则直线的方程为( )
A.或 B.或
C. D.
【答案】A
【分析】先求出直线的斜率,由点和点到直线的距离相等,且过点,得到直线与直线平行,且直线过点,或直线的方程为(过线段中点),由此能求出直线的方程.
【详解】解:∵点和点,∴,
∵点和点到直线的距离相等,且l过点,
∴直线与直线平行,且直线过点,或直线的方程为(过线段中点),
∴直线的方程为:,或,
整理得:或.
故选:A.
【点睛】本题考查求直线方程,考查点到直线的距离问题,利用平行或过线段的中点求解直线方程,属于基础题.
题型八:有关于点的对称点讨论
1.(25-26高二上·北京朝阳·阶段检测)点关于直线的对称点为_____.
【答案】
【分析】根据一条直线将点与对称点的连线相互垂直平分列出方程组,进而求得结果.
【详解】设关于直线对称点坐标为,
则,解得,所以对称点为.
故答案为:.
2.(25-26高二上·北京延庆·期中)已知点,直线.
(1)求过点且与直线平行的直线方程;
(2)求过点且与直线垂直的直线方程;
(3)求点关于直线的对称点的坐标.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)设所求直线的方程为,将点的坐标代入该直线的方程,求出的值,即可得出所求直线的方程;
(2)设所求直线的方程为,将点的坐标代入该直线的方程,求出的值,即可得出所求直线的方程;
(3)设对称点的坐标为,根据两点关于直线对称,可得出关于、的方程组,解出这两个未知数的值,即可得出对称点的坐标.
【详解】(1)依题意可设所求直线的方程为,
由于直线过点,因此,解得.
因此所求直线的方程为.
(2)依题意可设所求直线的方程为,
由于直线过点,因此,解得.
因此所求直线的方程为.
(3)设点关于直线的对称点的坐标为,则,
解得,所以对称点为.
3.(25-26高二上·北京·期中)已知直线,.
(1)求经过和的交点,且与直线平行的直线方程;
(2)设点关于直线的对称点为,求的坐标.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)首先联立方程求出交点坐标,然后根据直线平行的关系求解斜率,进而根据点斜式求解直线方程即可;
(2)首先设,然后通过直线与直线垂直且与的中点在直线上构造方程组,解方程组求解点坐标.
【详解】(1)联立直线与的方程得:,解得:,
即直线与交点坐标为.
已知直线,其斜率为,
设所求直线斜率为,由于所求直线与直线平行,可得:.
因此可得所求直线方程为:,即:
(2)已知,设,可得:与的中点为,
由于点与点关于直线对称,因此可得:且与的中点在直线上
可得:,整理得:.
解得:,即的坐标为.
4.(24-25高二上·北京·期末)点关于直线的对称点的坐标是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】使用待定系数法结合直线对称的几何关系求解即可.
【详解】设对称点的坐标为则解得:
故选:B.
5.(24-25高二上·北京·阶段检测)若点M在直线l:上,则点M到点,的距离之和的最小值为________________.
【答案】
【分析】求出点关于直线对称的点为,则,由两点间距离公式计算,可得答案.
【详解】由已知,设关于直线的对称点为,
则解得,即,
所以.
故答案为:.
6.(24-25高二上·北京·期中)点与点的对称中心是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由中点的坐标公式求解即可.
【详解】点与点的对称中心是的中点,
所以对称中心的坐标为,
故选:C
7.(24-25高二上·北京·期中)若点关于直线的对称点在轴上,则满足的条件为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】由已知,设点关于直线的对称点为,再由垂直直线的斜率关系和点与点的中点在上,建立方程组,即可得到.
【详解】因为点关于直线的对称点在轴上,
设点关于直线的对称点为,
则有 ,解得.
故选:B.
8.(24-25高二上·辽宁沈阳·阶段检测)已知点与关于直线对称,则( )
A. B. C.0 D.3
【答案】B
【分析】将线段的中点代入直线的方程中即可求解.
【详解】由题可知,线段的中点在直线上,即,
所以,
故选:B.
9.(22-23高二上·北京·期中)已知与关于直线对称,则下列说法中错误的是( )
A.直线过,的中点 B.直线的斜率为
C.直线的斜率为3 D.直线的一个方向向量的坐标是
【答案】B
【分析】根据与关于直线对称,逐项判断可得答案.
【详解】对于A,因为与关于直线对称,所以直线过,的中点,故A正确;
对于B,直线的斜率为,故B错误;
对于C,因为直线的斜率为,所以直线的斜率为3 ,故C正确;
对于D,因为直线的斜率为3,所以直线的一个方向向量的坐标是,故D正确.
故选:B.
10.(23-24高二上·北京西城·阶段检测)点关于直线的对称点坐标为______________.
【答案】
【分析】根据中点关系以及垂直斜率关系即可求解.
【详解】设点关于直线的对称点坐标为,
则,解得,
所以对称点为,
故答案为:
11.(23-24高二上·北京·期中)点关于直线的对称点为,则点的坐标为________.
【答案】
【分析】设,依题意可得,解得即可.
【详解】设,则,解得,
所以点的坐标为.
故答案为:
12.(23-24高二上·广东佛山·期中)点关于直线对称的点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】设点关于直线对称的点的坐标为,结合直线的垂直关系以及中点问题列出方程组,即可求得答案.
【详解】设点关于直线对称的点的坐标为,
则,解得,
故点关于直线对称的点的坐标为,
故选:B
13.(15-16高二上·北京大兴·期末)原点O(0,0)与点A(﹣4,2)关于直线l对称,则直线l的方程是
A.x+2y=0 B.2x﹣y+5=0 C.2x+y+3=0 D.x﹣2y+4=0
【答案】B
【详解】试题分析:由题意可得直线l为线段OA的中垂线,求得OA的中点为(﹣2,1),求出OA的斜率可得直线l的斜率,由点斜式求得直线l的方程,化简可得结果.
解:∵已知O(0,0)关于直线l的对称点为A(﹣4,2),故直线l为线段OA的中垂线.
求得OA的中点为(﹣2,1),OA的斜率为 =﹣,故直线l的斜率为2,
故直线l的方程为 y﹣1=2(x+2 ),化简可得:2x﹣y+5=0.
故选B.
考点:待定系数法求直线方程.
14.(25-26高二上·北京·阶段检测)如图,在等腰直角三角形中,点是边上异于、的一点.光线从点出发,经过、反射后又回到点.若光线经过的重心,且,则( )
A. B. C.2 D.
【答案】D
【分析】建立平面直角坐标系,利用光的反射以及轴对称的性质确定出直线的方程,再将重心坐标代入方程即可求解出的长度.
【详解】建立平面直角坐标如图,作关于的对称点,作关于轴的对称点,设,
因为,,
所以,解得,
由光的反射原理可知:四点共线,所以,
所以,代入重心坐标即,
所以,解得或 (舍).
故选:D.
题型九:光线反射问题
1.(24-25高二上·北京·期中)已知直线:.
(1)当时,一条光线从点射出,经直线反射后过原点,求反射光线所在直线的方程;
(2)求证:直线恒过定点;
(3)当原点到直线的距离最大时,写出此时直线的方程(直接写出结果).
【答案】(1);
(2)
由直线可改写为,联立,可得,
将点代入原直线方程,显然成立,故直线恒过定点,得证.
(3).
【分析】(1)令是关于的对称点,利用垂直和中点在直线上求点坐标,进而写出直线方程;
(2)将直线写成,可求定点,即可证;
(3)由题设易知,利用垂直及点斜式写出直线方程.
【详解】(1)由题设,令是关于的对称点,
则,可得,故,
由题意,反射光线过和原点,
所以反射光线所在直线方程为.
(2)略
(3)当原点到直线的距离最大,即点到点的距离,此时,
由,则,故,整理得.
2.(24-25高二上·山东潍坊·期中)已知一条光线从点发出被直线反射,若反射光线过点,则反射光线所在的直线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据给定条件,求出发光点关于直线的对称点,再借助光的反射定律求出反射光线所在直线的方程.
【详解】设点关于直线的对称点为,则,解得,
因此反射光线所在直线过点,方程为,即.
故选:A
3.(22-23高二上·北京·期中)直线与直线关于轴对称,则直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】取直线两点,找到其关于轴对称的点,利用两点求出所在方程即可.
【详解】解:已知直线,
不妨取直线两点
所以这两点关于轴对称的点为
则直线与直线关于轴对称的直线过这两点,
所以过这两点的直线方程为,
故选:A
4.(17-18高一下·北京西城·期末)如图,矩形ABCD中边AB与x轴重合,C(2,2),D(﹣1,2).从原点O射出的光线OP经BC反射到CD上,再经CD反射到AD上点Q处.
①若OP的斜率为,则点Q的纵坐标为_________;
②若点Q恰为线段AD中点,则OP的斜率为_________.
【答案】 /, /.
【分析】①由题意可得在的中点上,则由反射光经过与轴的交点,即可求得点Q的纵坐标,
②由题意设,反射线与的交点,入射角和反射角相等, 的斜率与的斜率相等,从而可求出的斜率.
【详解】对于①,因为若OP的斜率为,矩形ABCD中边AB与x轴重合,C(2,2),D(﹣1,2),
所以得在的中点上,
所以反射光经过与轴的交点,即坐标为,
设,则,解得,
所以点Q的纵坐标为,
对于②,由题意设,反射线与的交点,
因为入射角和反射角相等,
所以,
因为的斜率与的斜率相等,
所以,
解得,
所以OP的斜率为,
故答案为:,
5.(21-22高二上·黑龙江黑河·阶段检测)光线从点射到轴上,经反射后经过点,则反射光线所在直线的方程为___________,光线从到的路线长度为___________.
【答案】
【分析】由题设,反射光线过和,应用点斜式写出方程,再由从到的路线长度为与的距离,两点式求路线长度.
【详解】由题设,反射光线过和,故斜率为,
所以反射光线为,整理得,
光线从到的路线长度,即为与的距离,
所以路线长度为.
故答案为:,
6.(21-22高二上·黑龙江齐齐哈尔·期中)与直线关于y轴对称的直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】先求出已知直线和轴的交点,再求出要求直线的斜率,用斜截式求出要求直线的方程.
【详解】解:直线,即,它与轴的交点为,
它关于轴对称的直线的斜率为,故要求直线的方程为,即.
故选:C.
7.(1993·全国·高考真题)与直线3x+5=0关于x轴对称的直线方程为( )
A.3x+4y=0 B.3x+4y+5=0
C.+4y=0 D.+4y+5=0
【答案】B
【分析】关于轴对称的两直线斜率是相反数,过轴上同一点,由此可得.
【详解】直线的斜率是,与轴交点为,
因此它关于轴对称的直线方程是,即.
故选:B.
8.(20-21高二上·北京·期末)已知入射光线经过点被x轴反射,反射光线经过点,则反射光线所在直线的方程为________.
【答案】
【解析】先求出关于x轴对称的点的坐标,反射光线必过点,又反射光线经过点,即可求出直线方程.
【详解】由题意,关于x轴对称的点为,反射光线必过点,
又反射光线经过点,故直线的斜率,
故直线方程为,化成一般式得,
故答案为:
9.(15-16高二上·贵州遵义·期中)设入射光线沿直线射向直线,则被反射后,反射光线所在的直线方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】依据入射光线和反射光线关于直线对称,假设入射光线上两点、,求出这两点关于对称的两点,由两点式即可求得反射光线
【详解】入射光线和反射光线关于直线对称,设入射光线上任意两点、,
则关于直线对称的两个点的坐标分别为、且这两个点在反射光线上,
由两点式可求出反射光线所在的直线方程为,
故选:A.
10.(19-20高二上·北京·期中)过点且斜率为的光线经过直线反射后与轴交点的坐标为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】由定点和斜率表示光线的方程,设其经过反射后与轴交点的坐标,再表示该点关于对称点坐标,将其带入光线方程,构建等式,解之得答案.
【详解】因为光线l过点且斜率为,
所以方程表示为 ,即
其经过反射后的图像如下
设与轴交点的坐标为,点A关于的对称点B为,且在l上
所以,即,所以坐标为.
故选:B
【点睛】本题考查平面点、直线的对称问题,注意构建图像辅助分析,属于中档题.
题型十:平行线间距离的讨论
1.(25-26高二上·江西南昌·阶段检测)直线与直线之间的距离为_______.
【答案】
【分析】根据平行线间的距离公式计算可得结果.
【详解】将直线转化为,可知,
由平行线间的距离公式,可得与之间的距离为.
故答案为:.
2.(25-26高二上·北京顺义·期中)两条直线与之间的距离是__________.
【答案】/
【分析】将的方程化为,再由两平行线间的距离公式计算可得.
【详解】直线,即,
又,
所以两直线间的距离.
故答案为:
3.(25-26高二上·北京·期中)平行直线与之间的距离是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【分析】由两条平行直线的距离公式直接可得.
【详解】因为直线与平行,
所以由平行线间的距离公式可得.
故选:B.
4.(25-26高二上·北京·期中)已知直线,,其中m,,若,且与的距离为,则______.
【答案】或
【分析】根据直线平行求得,再结合两平行线间距离公式运算求解即可.
【详解】因为直线,,且,
则,解得,
此时直线,,
又因为与的距离为,则,解得或.
故答案为:或.
5.(25-26高二上·河南南阳·阶段检测)若直线与直线平行,则两直线间距离为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】先根据两直线平行的充要条件求出,再根据平行直线间的距离公式计算即可.
【详解】因为,所以,解得或,
经检验,当时两直线重合,
所以,
则,即,
所以两直线之间的距离为.
故选:A.
6.(25-26高二上·浙江绍兴·阶段检测)若直线m被两平行直线与所截得的线段长为,则直线m的倾斜角大小为________.
【答案】或
【分析】设直线m与两平行直线所夹的锐角或直角为,求出两平行直线的距离,得到,所以,求出直线倾斜角为30°,从而求出直线m的倾斜角.
【详解】设直线m与两平行直线所夹的锐角或直角为,
两平行直线与间的距离
,
因为直线m被两平行直线与所截得的线段长为,所以,
所以,因为直线的斜率为,所以其倾斜角为30°,
所以直线m的倾斜角可以是或.
故答案为:或
7.(24-25高二上·北京怀柔·期末)若直线与直线平行,则两平行线间的距离( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由直线平行关系求,根据平行直线距离公式求结论.
【详解】因为直线与直线平行,
所以,
所以,
此时两直线方程为,,两直线平行,
直线与直线的距离为.
故选:D.
8.(24-25高二上·全国·课后作业)已知直线与直线交于点,过点且与直线平行的直线方程为________,这两条平行直线间的距离为______.
【答案】 /
【分析】先联立直线方程求得点的坐标,然后利用平行关系得斜率,从而利用点斜式方程求解直线方程,再化为一般式即可,最后代入两平行线间的距离公式求解即可.
【详解】由,可得,即,又,
故过点且与平行的直线方程为,即,
可将表示为,此时两平行直线间的距离为.
故答案为:,
9.(23-24高二上·天津·期中)已知直线与互相平行,则他们之间的距离是__________.
【答案】
【分析】利用两直线平行的充要条件先计算参数,再由平行线的距离公式计算即可.
【详解】因为直线与互相平行,
所以,
则直线,所以两直线的距离为.
故答案为:.
10.(17-18高二上·内蒙古锡林郭勒·期末)(多选)与直线平行且到的距离等于的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】AB
【分析】利用平行线间的距离公式即可求解.
【详解】设所求直线方程为,
由题意得,解得:或,
故所求直线方程为:或.
故选:AB.
11.(22-23高二上·天津和平·阶段检测)若两条平行直线与之间的距离为,则______.
【答案】11或
【分析】由平行直线的距离公式求解,
【详解】直线,即,
直线与平行,
,解得,
直线与的距离为,
,解得或
故答案为:11或
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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2.3直线的交点坐标与距离公式
知识点 + 题型解题技巧
一、北京高考考纲核心要求
1. 会联立二元一次方程组求两直线交点,能通过方程组解的个数判断直线相交、平行、重合;
2. 熟练掌握三大距离公式:两点间距离、点到直线距离、平行线间距离;
3. 利用直线平行、垂直的斜率关系求解直线方程;
4. 掌握点关于直线对称、光线反射几何模型(北京期中、高考小题高频考点);
结合距离、交点求解三角形面积、参数取值范围、几何最值综合题型。
二、基础核心知识点
(一)两直线位置关系与交点
设直线,
1.相交:(-≠0),联立方程组有唯一解,解为两直线交点坐标;
2.平行(不重合):,对应方程组无解;
3.重合:,对应方程组有无穷多解;
4.垂直:(无需讨论斜率是否存在,万能公式);
5.过两直线交点的直线系:,直线恒过和交点,该式无法表示直线。
(二)三大距离公式(必考计算)
1.两点间距离
已知,距离公式:
特殊:纵坐标相等;横坐标相等。
2.点到直线距离
点,直线
⚠️易错:直线必须化为一般式,分子带绝对值。
3.两条平行线距离
,(完全相同)
⚠️易错:系数不同先同乘倍数统一A、B再计算。
(三)对称核心模型(北京期中高频小题)
1.两点中心对称(中点)
对称中心:。
2.点关于直线对称→A'(m,n))
满足两条方程(联立求解):
1 (AA'⊥)对称轴:;
2 (AA')中点在对称轴上。
3.特殊对称轴速算
关于x轴对称:(x,y)→()
关于y轴对称:(x,y)→()
关于对称:(x,y)→(y,x)
(4) 光线反射原理(几何转化核心)
入射光线→反射光线等价:入射点关于反射直线的对称点在反射光线上;
求最短路径:作其中一点关于反射直线对称,两点连线长为最短距离。
三、十大题型分类 + 通用作答思路 + 解题技巧
题型一:两直线交点问题(基础必考)
考法 1:求交点、过交点求直线
通用步骤
1. 联立两条直线方程,解二元一次方程组,得交点;
2. 平行直线斜率相等 ,垂直斜率乘积 ;
3. 点斜式 化为一般式。
技巧:直线系 可跳过求交点,直接设方程代条件。
考法 2:三条直线不能围成三角形
三种情况(全部要写)
1. 一条直线与另一条平行;
2.三条直线交于同一点(第三条过前两条交点);
技巧:先求两直线交点,代入第三条方程;再分别讨论两组平行。
考法 3:方程组无解→直线平行
直接用平行判定列等式求参数。
题型二:交点结合含参范围(难点)
考法:交点在一 / 四象限求范围
步骤
1.联立方程,用参数表示交点;
2.根据象限符号列不等式组(一象限;四象限);
3.解分式不等式,注意分母正负讨论。
技巧:分式统一移项,不要两边直接乘分母。
题型三:两点间距离基础计算
1. 求边长、中线长:先中点坐标,再套距离公式;
2. 判断三角形形状:算三边,相等等腰、平方和相等直角;
3. 坐标轴上找点满足:设点(y轴),距离平方相等去根号简化计算。
题型四:两点距离几何最值(数形结合)
代数式几何意义:x轴动点到两定点距离和;
技巧:两点连线为最小值,不用求导,直接算定点距离。
题型五:点到直线距离基础计算
1. 直接代公式:先化一般式,再代入;
2.“相关直线” 判定:点到直线距离d≤定长(存在点满足距离等于定长)。
题型六:距离求三角形面积(解答常考)
通用模板:
1.求一条边直线方程;
2.求对顶点到这条直线的距离(高);
3.边长用两点距离,S=×底×高;
简便技巧:坐标轴围成图形可用割补法,不用距离公式。
题型七:已知距离反求参数
1. 平行直线类:设同系数平行直线,代入平行线距离公式列式;
2. 两点到同一直线距离相等:分两类讨论 ① 直线经过两点中点;② 直线与两点连线平行;
3. 定点直线距离最大值:直线恒过定点,点到直线距离最大值 = 已知点到定点的线段长度。
题型八:点关于直线对称求解
万能固定方程组模板,直接套用计算:
设目标对称点坐标
速算技巧:对称轴为时,直接交换 x、y 坐标,省去方程组计算。
题型九:光线反射问题
1. 求反射直线方程:求入射点关于反射镜面的对称点,连接对称点与反射经过定点,即为反射直线;
2. 最短光路长度:对称点与另一点的线段长 = 光线总路径长度;
3. x/y 轴反射:直接使用坐标对称变换规则快速写点。
题型十:平行线间距离计算
核心注意事项:两条直线 A、B 系数必须完全相同,系数不一致时,等式两边同乘倍数统一系数,再代
入距离公式计算。
四、高频易错扣分点
1. 计算平行线距离前,未统一 A、B 系数,直接代入常数计算出错;
2. 判断直线垂直只依靠斜率乘积,忽略竖线、横线斜率不存在的特殊情况,优先使用;
3. 三条直线不能围成三角形,遗漏 “三线共点” 情况,只讨论平行;
4. 求点的对称点,只列垂直方程,忘记中点在对称轴上的条件;
5. 距离公式分子遗漏绝对值、遗漏根号;
6. 直线系无法表示,填空题易漏解;
7. 分式不等式直接两边乘分母,未讨论正负,不等号方向出错。
五、北京高考应试答题技巧
1. 选择填空题优先数形结合:对称、距离最值类题目画图快速排除错误选项;
2. 参数类题目先列等式 / 不等式,再统一计算,禁止心算;
3. 解答题求直线、面积分步书写:联立方程→求交点→求斜率→代入公式,按步骤拿分;
4. 对称、反射大题先写几何转化文字(作 XX 点关于 XX 的对称点),再列式,踩分点清晰;
5. 含参分类讨论题,平行、共点两类情况必须完整书写,不可缺项。
题型专项训练
题型一:两直线交点问题
1.(21-22高三上·北京丰台·期末)若关于的方程组无解,则( )
A.2 B. C.1 D.
2.(25-26高二上·北京·期中)经过直线与直线的交点,且垂直于直线的直线方程为______.
3.(24-25高二上·北京·阶段检测)已知直线与直线交于点A,过点A且与直线平行的直线方程为______.
4.(24-25高二上·北京大兴·期中)直线和与两坐标轴正半轴围成的四边形的面积为______.
5.(24-25高二上·上海·开学考试)在中,,边上的高所在直线的方程为,的平分线所在直线的方程为,点的坐标为.
(1)求直线的一般式方程;
(2)求直线的一般式方程及点的坐标.
6.(22-23高二上·宁夏银川·阶段检测)过两条直线与的交点,倾斜角为的直线方程为____________ (用一般式表示)
7.(23-24高二上·北京·阶段检测)过直线与的交点,且一个方向向量为的直线方程为( )
A. B.
C. D.
8.(23-24高二上·北京房山·期末)已知直线,则与的交点坐标为_____________;若直线不能围成三角形,写出一个符合要求的实数的值________________.
9.(23-24高二上·湖北十堰·阶段检测)直线与直线平行,且过直线与的交点,则直线的方程为________.
10.(23-24高二上·北京·期中)已知直线经过两直线与的交点,且垂直于直线.
(1)求直线的方程;
(2)求直线与两坐标轴围成的三角形的面积S.
题型二:结合交点求解含参问题
1.(20-21高二下·浙江绍兴·期末)已知直线,若,则__________:若曲线:与直线有两个公共点,则实数的取值范围是__________.
2.(24-25高二上·山东济南·期中)若三条直线,,不能围成三角形,则实数的取值最多有( )
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
3.(23-24高二上·北京·期中)已知直线与互相垂直,垂足为,则的值是( )
A.24 B.0 C.20 D.
4.(23-24高二上·北京朝阳·阶段检测)若直线l:与直线的交点位于第一象限,则直线l的倾斜角的取值范围是( )
A. B.
C. D.
5.(22-23高二上·北京顺义·期末)若直线与直线的交点为,则实数a的值为( )
A.-1 B. C.1 D.2
6.(22-23高二上·北京·阶段检测)已知两直线,.若直线与,不能构成三角形,求实数__________.
7.(20-21高二上·北京·期中)直线与的交点在第四象限,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
8.(19-20高三上·辽宁抚顺·期中)两条直线与相交于第一象限,则实数a的取值范围是_________.
9.(23-24高二上·北京大兴·期末)已知两直线:和:,
(1)若与交于点,求的值;
(2)若,试确定需要满足的条件.
10.(20-21高二上·北京·期中)下面三条直线,,不能构成三角形,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
题型三:求解两点间距离
1.(25-26高二上·北京·期中)已知三角形的三个顶点,则过点的中线长为( )
A. B. C. D.
2.(25-26高二上·北京顺义·期中)已知点和,则等于______.
3.(25-26高二上·北京昌平·期中)已知的三个顶点,,,则的形状为______.
4.(19-20高二上·新疆阿克苏·期末)已知点在轴上,点在轴上,线段的中点的坐标是,则( )
A.10 B.5 C.8 D.6
5.(24-25高二上·北京大兴·期中)过点,的直线的斜率为,则( )
A. B.
C. D.
6.(23-24高二上·北京丰台·阶段检测)已知点,,那么两点之间的距离等于________.
7.(22-23高二上·北京朝阳·期中)已知点,,轴上一点满足,那么点的坐标为( )
A. B. C. D.
8.(21-22高二上·北京·期中)已知,过点且与直线垂直的直线为l.
(1)求l的方程;
(2)设l与坐标轴的交点分别为M和N,求.
题型四:结合两点间距离解决参数问题
1.(21-22高二上·北京·阶段检测)已知点,且,写出直线AB的一个方程____
2.(20-21高二上·北京·期中)已知点,,且,则实数等于( )
A.1 B.3
C.1或3 D.或3
3.(17-18高一·全国·课后作业)点M到x轴和到点N(-4,2)的距离都等于10,则点M的坐标为______.
4.(25-26高二上·北京·阶段检测)已知点和点.
(1)求证:点在定直线上,并求直线的方程;
(2)点在直线上,且为等腰直角三角形,求点的坐标.
5.(20-21高二上·北京·期末)已知点,且,则直线AB的方程为( )
A.和 B.和
C.和 D.和
6.(24-25高二上·北京·阶段检测)若点在直线上运动,则的最小值为( )
A. B. C.13 D.
7.(22-23高二上·江苏连云港·阶段检测)著名数学家华罗庚曾说过:“数无形时少直觉,形少数时难入微.”事实上,有很多代数问题可以转化为几何问题加以解决,如:可以转化为平面上点与点的距离.结合上述观点,可得的最小值为( )
A. B. C. D.
36.(19-20高二下·北京·期末)函数的最大值为_________.
题型五:求解点到直线距离
1.(25-26高二上·北京朝阳·阶段检测)点到直线的距离为( )
A. B.3 C. D.
2.(25-26高二上·云南曲靖·期中)点到直线的距离是( )
A. B. C. D.
3.(25-26高二上·北京·期中)已知平面上一点,若直线上存在点使,则称该直线为点的“相关直线”.下列直线中不是点的“相关直线”的是( )
A. B.
C. D.
4.(25-26高二上·北京通州·期中)已知直线,则直线在轴上的截距为_________;点到直线的距离为___________.
5.(23-24高二上·北京大兴·期中)点到直线的距离等于( )
A. B.
C. D.
6.(22-23高二上·北京昌平·期中)点到直线:的距离是______
7.(22-23高一下·云南曲靖·期末)已知直线的倾斜角为,在轴上的截距与另一条直线在轴上的截距相同,则点到直线的距离为( )
A. B. C.1 D.
8.(23-24高二上·新疆·阶段检测)点到直线的距离为__________.
题型六:利用点到直线距离求解面积问题
1.(23-24高二上·北京昌平·期中)已知的三个顶点分别是.
(1)求边AB所在直线的方程,以及这条边上的高所在直线的方程;
(2)求的面积.
2.(25-26高二上·北京·期中)已知的三个顶点,,.
(1)求边上的中线所在的直线方程;
(2)求过点且与直线平行的直线的方程;
(3)求的面积.
3.(22-23高二上·北京·期中)已知的顶点为,,.
(1)求边所在的直线的方程;
(2)求边的高线所在的直线的方程;
(3)求的面积.
4.(20-21高二上·北京东城·期中)的三个顶点分别为,,.
(1)求边所在直线的方程;
(2)求边上的中线所在直线的方程;
(3)求三角形的面积.
题型七:已知点到直线距离求参数
1.(25-26高二上·甘肃张掖·期中)已知,直线:,当变化时,点到直线的距离的最大值为,则( )
A.3或7 B.3或8 C.2或7 D.2或8
2.(24-25高二上·广东深圳·阶段检测)点到直线的距离最大时,直线的方程为( )
A. B.
C. D.
3.(北京市第四中学2023~2024学年高二上学期期中考试数学试题)点到两条直线:,距离相等,,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
4.(23-24高二上·北京·期中)到直线的距离不超过,则实数的取值范围是__________.
5.(23-24高二上·北京顺义·阶段检测)已知点到直线的距离为2,则________.
6.(23-24高二上·湖南长沙·阶段检测)已知直线l经过点,且斜率为.
(1)求直线l的方程;
(2)若直线m与l平行,且点P到直线m的距离为,求直线m的方程.
7.(21-22高二上·北京东城·期中)已知坐标原点到直线的距离小于,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
8.(21-22高二上·北京怀柔·期末)点到直线的距离为2,则的值为( )
A.0 B. C.0或 D.0或
9.(2003·全国·高考真题)已知点到直线的距离为,则等于( )
A. B. C. D.
10.(19-20高一·黑龙江哈尔滨·期末)设直线l经过点A(1,0),且与直线3x+4y﹣12=0平行.
(Ⅰ)求直线l的方程;
(Ⅱ)若点B(a,1)到直线l的距离小于2,求实数a的取值范围.
11.(19-20高二上·吉林长春·阶段检测)已知点到直线的距离等于,则实数等于
A. B. C. D.
12.(2004·全国·高考真题)在坐标平面内,与点距离为1,且与点距离为2的直线共有
A.1条 B.2条 C.3条 D.4条
13.(23-24高二上·山东菏泽·期中)已知点、.
(1)求线段的垂直平分线的直线方程;
(2)若点、到直线的距离相等,求实数的值.
14.(21-22高二上·北京·阶段检测)已知直线l过点,求满足下列条件的直线方程.
(1)在两坐标轴上截距相等的直线;
(2)到直线l距离相等.
15.(25-26高二上·北京延庆·期中)已知点、.
(1)求经过点,且倾斜角为的直线方程;
(2)求经过点、的直线在轴和轴上的截距;
(3)若原点为,求经过点且以为法向量的直线的一般式方程;
(4)已知直线经过点,且、两点到直线的距离相等,求直线的方程.
16.(22-23高二上·北京·阶段检测)的顶点的坐标分别为.
(1)求线段的中垂线所在直线方程;
(2)求过点,且和距离相等的直线方程.
17.(19-20高一下·广东韶关·期末)已知点和点到直线的距离相等,且过点,则直线的方程为( )
A.或 B.或
C. D.
题型八:有关于点的对称点讨论
1.(25-26高二上·北京朝阳·阶段检测)点关于直线的对称点为_____.
2.(25-26高二上·北京延庆·期中)已知点,直线.
(1)求过点且与直线平行的直线方程;
(2)求过点且与直线垂直的直线方程;
(3)求点关于直线的对称点的坐标.
3.(25-26高二上·北京·期中)已知直线,.
(1)求经过和的交点,且与直线平行的直线方程;
(2)设点关于直线的对称点为,求的坐标.
4.(24-25高二上·北京·期末)点关于直线的对称点的坐标是( )
A. B.
C. D.
5.(24-25高二上·北京·阶段检测)若点M在直线l:上,则点M到点,的距离之和的最小值为________________.
6.(24-25高二上·北京·期中)点与点的对称中心是( )
A. B. C. D.
7.(24-25高二上·北京·期中)若点关于直线的对称点在轴上,则满足的条件为( )
A. B.
C. D.
8.(24-25高二上·辽宁沈阳·阶段检测)已知点与关于直线对称,则( )
A. B. C.0 D.3
9.(22-23高二上·北京·期中)已知与关于直线对称,则下列说法中错误的是( )
A.直线过,的中点 B.直线的斜率为
C.直线的斜率为3 D.直线的一个方向向量的坐标是
10.(23-24高二上·北京西城·阶段检测)点关于直线的对称点坐标为______________.
11.(23-24高二上·北京·期中)点关于直线的对称点为,则点的坐标为________.
12.(23-24高二上·广东佛山·期中)点关于直线对称的点的坐标为( )
A. B. C. D.
13.(15-16高二上·北京大兴·期末)原点O(0,0)与点A(﹣4,2)关于直线l对称,则直线l的方程是
A.x+2y=0 B.2x﹣y+5=0 C.2x+y+3=0 D.x﹣2y+4=0
14.(25-26高二上·北京·阶段检测)如图,在等腰直角三角形中,点是边上异于、的一点.光线从点出发,经过、反射后又回到点.若光线经过的重心,且,则( )
A. B. C.2 D.
题型九:光线反射问题
1.(24-25高二上·北京·期中)已知直线:.
(1)当时,一条光线从点射出,经直线反射后过原点,求反射光线所在直线的方程;
(2)求证:直线恒过定点;
(3)当原点到直线的距离最大时,写出此时直线的方程(直接写出结果).
2.(24-25高二上·山东潍坊·期中)已知一条光线从点发出被直线反射,若反射光线过点,则反射光线所在的直线方程为( )
A. B. C. D.
3.(22-23高二上·北京·期中)直线与直线关于轴对称,则直线的方程为( )
A. B.
C. D.
4.(17-18高一下·北京西城·期末)如图,矩形ABCD中边AB与x轴重合,C(2,2),D(﹣1,2).从原点O射出的光线OP经BC反射到CD上,再经CD反射到AD上点Q处.
①若OP的斜率为,则点Q的纵坐标为_________;
②若点Q恰为线段AD中点,则OP的斜率为_________.
5.(21-22高二上·黑龙江黑河·阶段检测)光线从点射到轴上,经反射后经过点,则反射光线所在直线的方程为___________,光线从到的路线长度为___________.
6.(21-22高二上·黑龙江齐齐哈尔·期中)与直线关于y轴对称的直线的方程为( )
A. B.
C. D.
7.(1993·全国·高考真题)与直线3x+5=0关于x轴对称的直线方程为( )
A.3x+4y=0 B.3x+4y+5=0
C.+4y=0 D.+4y+5=0
8.(20-21高二上·北京·期末)已知入射光线经过点被x轴反射,反射光线经过点,则反射光线所在直线的方程为________.
9.(15-16高二上·贵州遵义·期中)设入射光线沿直线射向直线,则被反射后,反射光线所在的直线方程是( )
A. B.
C. D.
10.(19-20高二上·北京·期中)过点且斜率为的光线经过直线反射后与轴交点的坐标为( )
A. B.
C. D.
题型十:平行线间距离的讨论
1.(25-26高二上·江西南昌·阶段检测)直线与直线之间的距离为_______.
2.(25-26高二上·北京顺义·期中)两条直线与之间的距离是__________.
3.(25-26高二上·北京·期中)平行直线与之间的距离是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
4.(25-26高二上·北京·期中)已知直线,,其中m,,若,且与的距离为,则______.
5.(25-26高二上·河南南阳·阶段检测)若直线与直线平行,则两直线间距离为( )
A. B. C. D.
6.(25-26高二上·浙江绍兴·阶段检测)若直线m被两平行直线与所截得的线段长为,则直线m的倾斜角大小为________.
7.(24-25高二上·北京怀柔·期末)若直线与直线平行,则两平行线间的距离( )
A. B. C. D.
8.(24-25高二上·全国·课后作业)已知直线与直线交于点,过点且与直线平行的直线方程为________,这两条平行直线间的距离为______.
9.(23-24高二上·天津·期中)已知直线与互相平行,则他们之间的距离是__________.
10.(17-18高二上·内蒙古锡林郭勒·期末)(多选)与直线平行且到的距离等于的直线方程为( )
A. B.
C. D.
11.(22-23高二上·天津和平·阶段检测)若两条平行直线与之间的距离为,则______.
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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